​Nobel z fizyki 2021: Jak uratować świat przed samozagładą? (komentarz)

Pierwszą część Nagrody Nobla otrzymał Syukuro Manabe i Klausowi Hasselmannowi za opracowanie modeli klimatycznych, które pozwoliły na lepsze zrozumienie globalnego ocieplenia. Z kolei drugą część przyznano Giorgio Parisiemi za badania dotyczące materiałów nieuporządkowanych (głównie tzw. szkła spinowego) i procesów losowych. Prace noblistów wykazały, że nawet drobna zmiana może prowadzić do gigantycznej deformacji całego układu, czyli dobrze znanego zjawiska efektu motyla.

Złożone systemy charakteryzują się przypadkowością i są trudne do zrozumienia. Tegoroczna Nagroda Nobla z fizyki wyróżnia techniki ich opisywania i przewidywania długofalowych konsekwencji. Jednym z najbardziej złożonych systemów o kluczowym znaczeniu dla ludzkości jest klimat Ziemi. W latach 60. ubiegłego wieku Syukuro Manabe wykazał, że zwiększony poziom dwutlenku węgla w atmosferze prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni planety. Japończyk był pierwszym naukowcem, który zbadał interakcje między bilansem promieniowania a pionowym transportem mas powietrza. Bez jego prac nie byłoby współczesnych modeli klimatycznych.

Około 10 lat później, Klaussowi Hasselmannowi udało się stworzyć model, który wiąże pogodę z klimatem, odpowiadając tym samym na pytanie: dlaczego niektóre modele klimatu są wiarygodne, skoro tak trudno nam przewidzieć, jaka będzie pogoda za kilka dni. Hasselmann wykazał także, że zjawiska naturalne i działalność człowieka odciskają swoje piętno na klimacie. Jego prace pozwoliły udowodnić, że wzrost temperatury w atmosferze to wynik emisji dwutlenku węgla przez człowieka.

- Syukuro Manabe był już wielokrotnie zgłaszany do Nagrody Nobla, jednak nigdy ten dział fizyki, zajmujący się badaniem atmosfery czy oceanów, nie został doceniony. Syukuro Manabe spowodował, że obecnie mamy narzędzia pozwalające nam zrozumieć procesy klimatyczne. Badacz ma niewiarygodny wkład w rozwój tej dziedziny, opracował wiele modeli klimatu - od tych prostych do bardziej złożonych. Praca Manabe wskazuje nam, co może stać się w przyszłości, w zależności od tego, jak będziemy postępować - powiedział prof. dr hab. Szymon Malinowski z Instytutu Geofizyki UW.

Mimo iż naukowcy od dawna ostrzegają przed tragicznymi skutkami zmian klimatycznych, nie osiągnięto satysfakcjonujących postępów w zakresie polityki rezygnacji z paliw kopalnych. 

- Próba zrozumienia zmian klimatycznych nie jest zbyt łatwa, ale jest o wiele, wiele łatwiejsza niż to, co dzieje się w obecnej polityce - powiedział Manabe.
Tegoroczny Nobel z fizyki jest pierwszym skupiającym się wokół klimatu, chociaż tematykę tę doceniono już w poprzednich latach, w innych dziedzinach.

Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC), który otrzymał Pokojową Nagrodę Nobla wraz z byłym wiceprezydentem USA Alem Gorem w 2007 r., z satysfakcją przyjął tegoroczną nagrodę i pogratulował laureatom.

- Cieszy fakt, że Komitet Noblowski uznaje pracę naukowców, którzy wnieśli tak duży wkład w nasze zrozumienie zmian klimatycznych - powiedział Hoesung Lee, przewodniczący IPCC.

Przedstawiciele ONZ powiedzieli, że 7-procentowy spadek emisji dwutlenku węgla w 2020 r. będzie miał "znikomy wpływ" na globalne ocieplenie bez rezygnacji z paliw kopalnych. "Zielona odbudowa" wywołana przez pandemię COVID-19, mogłaby zmniejszyć emisje dwutlenku węgla o 25 proc. w 2030 r. W ten sposób świat zbliżyłby się do poziomu wymaganego do ograniczenia globalnego ocieplenia do 2^oC, które jest zgodne z ustaleniami porozumienia paryskiego.

Biorąc pod uwagę ocieplanie klimatu o nieco ponad 1^oC w porównaniu z czasami przedindustrialnymi, Ziemia już teraz doświadcza silniejszych susz, gwałtownych pożarów oraz burz, które stały się bardziej śmiercionośne z powodu podnoszenia się poziomu oceanów.

- W 2020 r. świat się zamknął. W tym czasie zaobserwowaliśmy 7-procentowy spadek emisji dwutlenku węgla. Ale wiemy, że to nie jest właściwe rozwiązanie. Zamknięcie świata oznacza, że 1,9 mld dzieci nie chodzi do szkoły. Pandemia może pomóc spowolnić zmiany klimatyczne. Ale nie wystarczy, jeżeli nie odejdziemy od stosowania paliw kopalnych - powiedziała Inger Anderson dyrektor wykonawcza UNEP (UN Environment Programme).

Powszechnie wiadomo, że emisje dwutlenku węgla muszą spadać o 7,6 proc. rocznie do 2030 r., aby realne było osiągnięcie założeń porozumienia paryskiego, czyli ocieplania klimatu na poziomie 1,5^oC.  Niestety, odbicie emisji dwutlenku węgla w 2021 r. jest nieuniknione. To z kolei stanowi kolejne zagrożenie dla naszej planety. Aby ograniczyć globalne ocieplenie do 1,5^oC, produkcja ropy, gazu i węgla musi spadać o 6 proc. rocznie. Jest to mało prawdopodobne, mimo starań wszystkich rządów na świecie.

- Tegoroczne wyróżnienie ma wymiar symboliczny, ponieważ badanie rzeczy, które wydają się nieprzewidywalne, chaotyczne, zawsze stanowi duże wyzwanie. Bardzo szybko nauczyliśmy się badać kryształy. Pierwsze eksperymenty w tym obszarze prowadziliśmy już na początku XX wieku. Do tej pory nie potrafimy natomiast bardzo dobrze wyznaczać struktury rzeczy, które kryształów nie tworzą. Jest to jedno z wyzwań przyszłości. Ze względu na to, że badanie układów chaotycznych jest bardzo trudne, przez wiele lat skupialiśmy się wyłącznie na rzeczach, które da się uporządkować. Dlatego też ta dziedzina została nieznacznie zaniedbana. Ta nagroda zwraca uwagę na trudność, z jaką muszą zmagać się naukowcy, w obszarze badania układów chaotycznych, nieprzewidywalnych. Jest to również sygnał dla społeczeństwa, że zmiany klimatu są naukowym faktem - podsumowała dr hab. Joanna Kowalska z Instytutu Fizyki Doświadczalnej UW.